172862. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ojtott cellulóz-alapú kopolimerek abszorpcióképességének növelésére
3 172862 4 Defense Supply Agency 1966, AD 631 595, p. 18 and 19). Az említett közzétételi iratból ismeretes, hogy cellulóz ojtható akrilnitrillel vagy akrilnitril és más, vinil-típusú monomer, például metil-metakrilát keverékével. Az így kapott ojtott kopolimer azonban nem abszorpcióképes, tekintettel arra, hogy oldalláncai hidrofóbok és vízzel szemben nem mutatnak affinitást. Rogovin említett publikációjában pedig olyan megoldást ismertet, ahol poliakrilsavat cellulózhoz ojtanak. Az így kapott termék abszorpcióképessége azonban szintén nem megfelelő, tekintettel arra, hogy az oldalláncokat nem hidrolizálják hidrofil csoportokká. Azt találtuk, hogy a fenti hátrányoktól mentes és jelentősen megnövelt abszorpcióképességű, természetes vagy regenerált cellulóz-alapú és módosított kémiai szerkezetű cellulózszálakhoz juthatunk, amelyek abszorpcióképessége a természetes cellulózszálakénál jóval nagyobb, viszont megtartják a természetes cellulózszálak rostos jellegét, ha az oldalláncok egy részét hidrofillé tesszük. A találmány szerinti ojtott cellulóz-alapú kopolimer tehát olyan anyag, amelynek vázát természetes vagy regenerált, rostos cellulóz alkotja és a vázhoz akrilnitrilből és metil-metakrilátból vagy etil-akrilátból álló polimercsoportok kapcsolódnak oldalláncként, éspedig e kapcsolat ojtásos jellegű. A vázolt szerkezetű kopolimer abszorpcióképessége vízzel szemben igen nagymértékű, ugyanakkor lágy és nem éghető. így felhasználható vizet vagy vizes folyadékokat abszorbeálni képes termékek, így általános abszorpcióra képes kötözőanyagok, közelebbről például pelenkák, törülközők, havi kötő, tamponok és sebészeti vatták előállítására. A találmány szerinti kopolimer tehát összsúlyára vonatkoztatva mintegy 10-90 súly%, előnyösen mintegy 50-85 súly% mennyiségben az említett monomerekből álló oldalláncokat tartalmaz. Maguk az oldalláncok is kopolimerek lehetnek, ideális esetben alternáló módon ionos (vagyis hidrolizálható - ilyen az akrilnitrilből álló polimercsoport) és nem-ionos (vagyis nem hidrolizálható - ilyen a metil-metakrilátból vagy az etil-akrilátból álló polimercsoport) polimercsoportokat tartalmaznak, a gyakorlatban azonban több ionos vagy nem-ionos polimer csoport lehet egymás mellett. Egy adott oldallánc lehet akár csak az egyik vagy a másik fajta polimerből, feltéve, hogy az ionos és nem-ionos részek összaránya az alábbiakban részletesen tárgyalt értékeken belül van. A nem-ionos polimercsoportok az ojtott cellulóz-alapú kopolimer mintegy 0,5-60 $úly%-át, előnyösen mintegy 10-60 súly%-át alkotják. A találmány szerinti ojtott cellulóz-alapú kopolimer előállításához használt cellulózszál lehet természetes cellulózszál, például facellulóz, kender, cukornád vagy gyapot, vagy pedig regenerált cellulózszál, például műselyem. Szakember számára érthető továbbá, hogy különböző modifikált cellulózszálak, igy például a cellulóz különböző éterei és észterei is felhasználhatók, feltéve, hogy alkalmazásuk nem áll ellentétben a találmány által elérni kívánt céllal, vagyis az abszorpcióképesség fokozásával. A találmány szerinti ojtott cellulóz-alapú kopolimert úgy állítjuk elő, hogy egy, cérium(IV)-iont tartalmazó iniciátor jelenlétében egy súlyrész természetes vagy regenerált cellulózt 0,8—3,7 súlyrész akrilnitrillel és 0,4-3,6 súlyrész metil-metakrüáttal vagy etil-akriláttal kopolimerizáljuk, majd a kapott kopolimert - amelynél az ojtott oldalláncok a kopolimer összsúlyának 10—90%-át teszik ki, és az oldalláncok közül a kopolimer összsúlyának 10—80%-át kitevő rész hidrolizálható és a kopolimer összsúlyának 0,5-60%-át kitevő rész hidrolizálhatatlan - egy erős bázis l-50súly%-os oldatával végzett forralás útján hidrolizáljuk. A találmány szerinti eljárást végrehajthatjuk gázfázisban vagy valamilyen nem-vizes közegben, például acetonban, alkoholokban (így például metanolban, etanolban vagy izopropanolban), benzolban vagy cseppfolyós ammóniában is, előnyösen azonban a reagáltatást vizes közegben végezzük. Ha a reagáltatást folyékony közegben végezzük, a reakciópartnerek diszpergálódásának elősegítésére a reakcióelegyhez célszerűen néhány csepp emulgátort adunk. Az alkalmazható emuigátorokra példaként megemlíthetjük a Rohm et Haas amerikai egyesült államokbeli cég által Triton X—100 márkanévvel forgalomba hozott emulgátort (akril-alkil-poliéteralkoholok, -szulfonátok és -szulfátok keveréke), a nátrium-lauril-szulfátot, lauril-trimetil-ammónium-kloridot, valamint alkil-trimetil-ammónium-kloridok és dialkil-dimetil-ammónium-kloridok csoportjába tartozó valamelyik kationos kvatemer ammóniumsót (az utóbbi vegyületekben az átlagos alkilösszetétel 90% dodecil-, 9% tetradecil- és 19% oktadecilcsoport, a vegyületeket Arquad 12 márkanevű készítmény - amely 33% hatóanyagot, 17% nátrium-kloridot és 50% vizet tartalmaz — formájában az Armour et Company amerikai egyesült államokbeli cég forgalmazza) és a lauril-piridinium-kloridot. A kopolimerizációs reakció iniciálására — miként említettük — cérium(IV)-iont használunk. Tekintettel arra, hogy a legtöbb szabad gyökös reakciót az oxigén inhibitálja célszerű a reakcióelegyből és a reaktorból az oxigént kiűzni valamilyen semleges gáz, például nitrogén,hélium vagy argon átfúvatása útján az iniciátor beadagolása előtt. A reagáltatáshoz a pH-t savasra, vagyis 7-nél kisebbre, előnyösen mintegy 0,8-2,3-ra állítjuk be. A kopolimerizációs reakció hőmérséklete szobahőmérséklet (20-30 C°) és a reakcióelegy legalacsonyabb forráspontú komponensének normál nyomáson mérhető forráspontjának megfelelő hőmérséklet között változhat. Ha a reagáltatást atmoszférikus nyomásnál nagyobb nyomáson végezzük, akkor a hőmérséklet meghaladhatja a reakcióelegy legalacsonyabb forráspontú komponensének forráspontját. Kívánt esetben a reakcióelegyet szobahőmérséklet alatti hőmérsékletekre is lehűthetjük. A kopolimerizálás útján kapott ojtott cellulóz-alapú kopolimer hidrolizálható polimercsoportjai-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
